DE2801135B2 - Einschaltvorrichtung für Drehmomentbegrenzungskupplung - Google Patents

Description

Die I rfiiiiliiMg betrifft Line Einschaltvorrichtung für eine DrelimomciitbegreM/iingskupphmg, bestehend aus einem !reibenden und einem getriebenen Kupplungen!, wobei /wischen beiden ein Schaltring axial verschiebbar und mit dem getriebenen Kupplungsteil über Mitnahmeprofile in Eingriff und durch Axialverschiebung bei Überschreitung eines bestimmten Drehmomentes außer Eingriff bringbar ist, und bei der der als Kupplungsnabe ausgebildete Kupplungsteil, umfangsverteilte Bohrungen aufweist, in denen federbelastete Wälzkörper angeordnet sind, die in Vertiefungen des Schaltringes eingreifen, wobei die Vertiefungen als jeweils über einen Teil des Schaltringumfanges verlaufende Bahnen ausgebildet sind, die jede wenigstens eine Drehmomentübertragungsposition und eine Freigangsposition aufweisen, mit einem im Bereich der Mitnahmeprofile angeordneten Stift.

Überlastkupplungen der angegebenen Bauart als solche sind bekannt (DE-PS 2540489). Bei der bekannten Ausführung ist es jedoch nachteilig, daß zum Wiedereinschalten der Drehmomentbegrenzungskupplung ein Schaltring gegenüber der Kupplungsnabe verdreht werden muß. Zu diesem Zweck ist es notwendig, den Antrieb abzuschalten und den Schaltring durch z. B. eingesetzte Stifte gegen die Kraft der das Drehmoment haltenden Tellerfedern wieder in Mitnahmeposition zu bringen. Man hat auch vorgeschlagen, eine Bremse außen an der Drehmomentbegrenzungskupplung anzubringen, die z. B. während des Auslaufes den Schaltring wieder in Mitnahmeposition überführt. Bei den Wiedereinschaltmöglichkeiten ist jedoch der Nachteil gemeinsam, daß die mehrere Tonnen betragende Kraft der Tellerfedern überwunden werden muß. Hieraus ergeben sich Schwierigkeiten für den praktischen Betrieb.

Die Hauptschwierigkeit beim Wiedereinschalten der bekannten Drehmomentbegrenzungskupplung liegt darin, daß neben dem Aufbau der Drehmomentübertragungsposition durch die Mitnahmekugeln die nachgeschaltete formschlüssige Klauenkupplung in Eingriff gebracht werden muß. Ein synchroner Ablauf dieser beiden Schaltvorgänge ist dabei reiner Zufall. In der Mehrheit der Fälle gleiten dl·· sich gegenüberliegenden Mitnahmcklaucn unter der vollen Kraft der Tellerfeder!! aneinander vorbei. Neben der dabei auftretenden hohen Reibung wird die Klauenverbindung einem starken Verschleiß unterworfen.

Eine weitere Ausführung einer sogenannten inagnetgesteuertcn Forimchlußkupplung hat sich die Aufgabe gestellt, das Einkuppeln der beiden Kupplungshälften nur in einer bestimmten gegenseitigen Winkelstellung zuzulassen (DE-AS 1140031). Zu diesem Zweck sind in dem einen Kupplungsteil mindestens vier Stifte in einer ungleichmäßigen Teilung vorgesehen, denen entsprechende Bohrungen, die in Unifangsrichtung Spiel für die Stifte zulassen, zugeordnet sind.

Mit den beschriebenen technischen Mitteln ist es jedoch nicht möglich, eine rein mechanisch arbeitende Drehmomentbegrenzungskupplung wieder in die Drehmomentübertragungsposition zu bringen.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine Wicdereinschaltvorrichtung für eine Drehmomentbegrenzungskupplung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches I zu schaffen, die ein sicheres imil zwangsläufiges Ineinandergreifen der Mitnahmeprofile beim Wiedereinschalten gewährleistet und nach jeder Schalthctätigung nur einen ein/igen Hinschaltvnrgaiig auslöst.

Die Aufgabe wird erfiiiduiigsgemiiU dadurch gelöst, daß

a) der Stift (Einschaltsiift) im getriebenen Kupplungsteil axial verschiebbar an der der Drehrichtung abgewandten Seite einer Mitnahmeklaue angeordnet ist,

b) der Einschaltstift zum Einschalten der Drehmomentbegrenzungskupplung in den Bereich der Mitnahmeprofile des antreibenden Schaltringes schiebbar ist,

c) das Einschieben des Einschaltstiftes durch einen drehfest mit dem treibenden Kupplungsteil verbundenen Anschlagnocken erfolgt, der zum Einschalten aus seiner Normallage heraus auf den Einschaltstift hin schiebbar ist,

d) am getriebenen Kupplungsteil auf demselben Teilkreis wie der Einschaltstift ein Steuernocken in Drehrichtung unmittelbar hinter dem Einschaltstift derart angeordnet ist, daß der Anschlagnocken bei Anlaufen gegen den Steuernocken wieder in seine Normallage führbar ist.

Durch diese Anordnung eines axial verschiebbaren Einschaltstiftes an der der Drehrichtung abgewandten Seite einer Mitnahmeklaue wird primär die Klauenkupplung in Einschaltstellung gebracht, unr"_: daran anschließend die Drehmomentbegrenzungskupplung in die Übertragungsposition überführt. Durch diese Maßnahme ist gewährleistet, daß die Klauenkupplung gleichzeitig mit der Drehmomentbegrenzungskupplung einrastet.

Da der Anschlagnocken drehfest mit dem treibenden Kupplungsteil verbunden ist und sich auch der Schaltring mit den an ihm angeordneten Mitnahmeklauen drehkonform mit dem treibenden Kupplungsteil bei ausgeschalteter Drehmomentübertragungskupplung mitdreht, ist immer sichergestellt, daß der Einschaltstift bei Betätigung durch den Anschlagnokkcn in eine Mitnahmelücke eingeschoben wird.

Gleichzeitig wird erreicht, daß der Anschlagnocken nach einmaliger Betätigung des Einschaltstiftes wieder in seine Normallage zurückgeführt wird. Dieses ist notwendig, um zu verhindern, daß bei fortdauernder Überladung eine ständige Wiederholung des Einschaltvorganges stattfindet. Die Drehmomentbegrenzungskupplung würde andernfalls wie eine Ratschenkupplung arbeiten, und hierdurch starker Erwärmung sowie großem Verschleiß ausgesetzt sein.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Einschaltrtift über Reibschluß in meiner Führung gegen ungewolltes Verschieben gesichert.

. Damit ist gewährleistet, daß der Stift keine unge ■ wollten Einschaltbewegungen ausführt, woraus eine Gefährdung des Bedienungspersonals erwachsen könnte. Gleichzeitig wird der Einschaltstift auch sicher während des mit starken Stoßen verbundenen Einschaltvorganges der Drehmomentbegrenzungskupplung in seiner Einschaltstellung gehalten.

In einer besonderen Ausführung der Einschaltvorrichtung ist ein Teil der Mitnahmeklauen des treibenden Kupplungsteils mit einer in Umfangsrichtung verlaufenden bis zum Grund der Mitnahme klauen reichenden Nut versehen, deren radiale Breite größer ist als der Durchmesser des Einschaltstiftes.

In gewissen Anwendungsfällen ergiht sich die Notwendigkeit, daß die Drehmomentbegrcnzungskuppluiig nach Abschalten durch eine auftretende Überlast nur in einer bestimmten Winkelstellung wieder ein- · rastbar ist. In einfachster Weise kann die Auflage bestellen, daß die Kupplung stets in derselben Stellung wieder einschalten ni.iH. ti. h.. z. B. daß auf .160° nur eine Einschaltstellung existieren darf.

Um dieses zu erreichen, werden alle Mitnahmeklauen des treibenden Kupplungstefls bis auf eine mit der beschriebenen Nut versehen. Wenn bei dieser Ausführung der Einschaltstift in Mitnahmepositton geführt wird, durchläuft er frei alle Mitnahmeklauen, die mit einer Nut versehen sind, ohne einen Einschaltvorgang einzuleiten und wird erst an der einzigen nutfreien Mitnahmeklaue gefangen. Es ist damit sichergestellt, daß die Drehmomentbegrenzungskupplung immer in derselben Winkelstellung des treibenden und getriebenen Kupplungsteils wieder einschaltet.

Durch die Anordnung zweier oder mehrerer nutfreier Mitnahmeprofile am treibenden Kupplungsteil kann selbstverständlich jede gewünschte Winkelstellung für eine mögliche Wiedereinschaltung vorgegeben werden.

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Teilschnitt durch eine herkömmliche Drehmomentbegrenzungskupplung mit einer Einschaltvorrichtung,

Fig. 2 eine gestreckte Darstellung der Kupplungsnabe und des Schaltringes bei eingeschalteter Drehmomentbegrenzungskupplung,

Fig. 3 eine Draufsicht auf den Schaltring von der der Kupplungsnabe zugewandten Seite,

Fig. 4 den abtriebsseitigen Teil der Klauenkupplung mit der Lage des Einschaltstiftes,

Fig. 5 eine Lageskizze der Klauenkupplung mit Einschaltstift in gestreckter Darstellung,

Fi g. 6 den treibenden Teil der Klauenkupplung, bei dem eine der beiden Mitnahmeklauen mit einer Nut versehen ist.

Ein Beispiel für den vorteilhaften Einsatz der erfindungsgemäßen Einschaltvorrichtung ist im folgenden in Verbindung mit einer bekannten Drehmomentbegrcnzungskupplung näher erläutert. Die Drehmomentbegrcnzungskupplung besteht im wesentlichen aus der Kupplungsnabe 9, auf der der Mitnahmering 20' drehbeweglich gelagert ist. Mit dem Mitnahmering 20' ist der Gelenkgabelflansch 1' drehfest verbunden, und beide werden durch die Axialsicherung 18 auf der Kupplungsnabe 9 gegen axiale Verschiebung gesichert. Der Mitnahmering 20' wirkt über eine Klauenkupplung 6mit einem Schaltring 20 zusammen, der freibeweglich auf der Kupplungsnabe 9 angeordnet ist. An der der Klauenkupplung 6 gegenüberliegenden Seite ist der Schaltring 20 mit Bahnen 25 versehen, deren jede sich aus einer Freigangsposition 30 und einer Drehmomentübcrtragungsposition 26 zusammensetzt.

Die Kupplungsnabe 9 weist einen erweiterten Flansch auf, der mit Durchbrüchen versehen ist, in denen die der Drehmomentübertragung dienenden Kugeln 8 aufgenommen werden. Die Kugeln 8 werden von der Kraft einer Tellerfeder 13 beaufschlagt, die sich mit ihrem anderen Ende an einem Sprengring 15 abstützt. Am inneren Umfang des erweiteiten Flansches der Kupplungsnabe 9 sind Schaltstifte 17 angeordnet, die mit einer Druckfeder 16 zusammenwirken, die sich ihrerseits an der Tellerfeder 13 abstützt. In der Drehmomcnti'bertr.igungsposition liegen die .Schaltstifte 17 an den Sichcrungsflächen 31 der bogenförmiger Ausnehmungen 27 im Schaltring 20 an und dienen als Rückdrehsicherung. Die ilii-hmomentübenrauenden Kugeln licuen dabei in ilen als

Kalotten ausgebildeten Drehmoment Übertragungspositionen 26.

Wird das vorgegebene Nenndrehmoment der Drehmomentbegrenzungskupplung überschritten, so springen die Kugeln 8 aus den Drehmomentübertragungspositionen 26 in Richtung des Pfeiles (Fig. 2) heraus und fallen in die in Drehrichtung liegende nächste Hahn 25 in die Freigangsposition 30 ein. Die Schaltstifte 17 bewegen sich dabei innerhalb der bogenförmigen Ausnehmung 27 auf die Auflauffläche 29 zu. Da die Freigangsposition 30 im Schaltring 8 tiefer gelegen sind als die Mitnahmepositionen 26, kann die Klauenkupplung 6 unter der Wirkung der Feder 14 über die Abdeckhaube 12 und den Führungsstift 7 auseinandergezogen werden. Die Drehmomentbegrenzungskupplungdreht jetzt im Freigang durch.

F-in Umschalten der Drehmomentbegrenzungskiinnlungineine erneute Mitnahmeposition ist prinzipiell durch Rückdrehendes Schaltringes 20 zur Kupplungsnabe 9 möglich. Die Schaltstifte 17 laufen dabei an der Auflauffläche 29 des Schaltringes 20 auf und gleiten über die Schaltfläche 28 in ihre Anlageposition an der Sicherungsflache 31. Gleichzeitig werden die Kugeln 8 in die Drehmomentübertragungspositionen 26 überführt. Die Druckfedern 16 sollen dabei während des Gleitens der Schaltstifte 17 über die Schaltflächen 28, die Klauenkupplung 6 wieder in Eingriff bringen. Abhängig von der Winkelstellung des Schaltringes 20 zum Mitnahmering 20' geschieht es jedoch häufig, daß die Klauenkupplung 6 nicht einrastet.

Um die bei den bekannten Drehmomentbegren-/ungskupplungen bestehende Einschaltunsicherheit zu beseitigen, ist gemäß der Erfindung im getriebenen Kupplungsteil, d. h.. den Celenkgabelflansch Γ und den Mitnahmering 20' durchgreifend, ein axial verschiebbarer Einschaltstift S angeordnet. Der Einschaltstift 5 kann z. B. durch einen stramm sitzenden Nylonring 4 gegen unkontrollierte Bewegung gesichert werden. Zur Betätigung des Einschaltstiftes 5 ist ein Anschlagnocken 2 vorgesehen, der z. B. in eine die Kupplung umgebende Steuerhaube 3 eingeprägt sein kann. Der Einschaltstift 5 ist an dem der Drehrichtung abgewandten Ende einer Mitnahmeklaue 21 des getriebenen Kupplungsteils angeordnet. Die Mitnahmeklauen 21,32 des getriebenen und des treibenden Kupplungsteils sind zweckmäßigerweise mit einer Phase 23 versehen. In diesem Fall kann die Bohrung für den Einschaltstift 5 so vorgesehen werden, daß die halbe Phasenstärke als Rand zur nächsten Mitnahmelücke 22 des getriebenen Kupplungsteils hin stehen bleibt. Die Anbringung der Bohrung für den Einschaltstift 5 wird hierdurch vereinfacht.

Das Umschalten der Drehmomentbegrenzungskupplung in die Freigangsposition geschieht in der oben bereits beschriebenen Art und Weise. Die Klauenkupplung 6 wird dabei aufgrund der Wirkung der "l ellerfeder 14 außer Eingriff gebracht. Zum Wiedereinschalten der Drehmomentbegrenzungskupplung in die Übertragungsposition wird die Steuerhaube 3 mittels der Betätigungslasche 10 innerhalb der Länge des Schlitzes T bei stehender Zapfwelle zur Drehmomentbegrenzungskupplung hin, verschoben. Unterhalb des Betätigungsflansches 10 ist eine Bremslasche 11 angeordnet, die die Aufgabe hat. die Steuer- , haube 3 schwerer bewegbar zu machen als es heim Einschaltstift 5 der Fall ist. Hierdurch wird sichergestellt, daß die Steuerhaube 3 den Einschaltstift 5 innerhalb des getriebenen Kupplungsteil axial vorbewegt, ohne selbst hierbei in die Normallagc zurückgeschlagen zu werden. Bei anschließendem Wiedereinschalten des Antriebes schlägt der Anschlagnocken 2 nach spätestens einer Umdrehung auf den Kopf des Einschaltstiftes 5 und schiebt diesen aus der Mitnahmeklaue 21 des getriebenen Kupplungsteil in Richtung auf den treibenden Kupplungsteil hin. Da der Anschlagnocken 2 drehkonform vom Schaltring 20 über den oder die Führungsstifte 7 mitgenommen wird, kann der Anschlagnocken 2 winkelbezogen auf die Mitnahmelücken 33 des treibenden Kupplungsteils derart angeordnet werden, daß der Einschaltstift 5 beim Vorspringen in die Einschaltstellung stets in eine Mitnahmelücke 33 des treibenden Kupplungsteils eingreift. Hierdurch werden Fehlschaltungen und wiederholte Einschaltversuche vermieden.

Während des Einschaltvorganges wird der I'inschaltstift 5 durch den Grund der mit ihm zusammenwirkenden Mitnahmelücken 33 des treibenden Kupplungsteils wieder in seine Ausgangsposition zurückgeschoben.

Da beim Vorschieben des Einschaltstiftes 5 in den Mitnahmebereich der Klauenkupplung 6 und anschließendem Eingreifen der Klauenkupplung 6 von der Drehmomentbegrenzungskupplung wieder ein Moment auf den getriebenen Kupplungsteil aufgebracht werden muß, schieben sich die Kugeln wieder aus den Freigangspositionen 30 in die zugehörigen Drehmomentübertragungspositionen 26 ein. Damit ist die Drehmomentübertragung wieder hergestellt.

Bei Fortbestand der Überlastung für die Drehmomentbegrenzungskupplung würde der Anschlagnokken 2 bei jeder Umdrehung den Einschaltstift 5 wieder in die Einschaltposition schieben. Die Kupplung würde damit wie eine Ratschenkupplung arbeiten, d. h., auf jeder Umdrehung ein- und ausschalten. Hierdurch würde sich ein unzulässig hoher Verschleiß einstellen, der zur baldigen Zerstörung des Kupplungsaggregats führen würde.

Um diesen Nachteil zu vermeiden ist im Eingriffsbereich des Anschlagnockens 2 ein Steuernocken 19 vorgesehen, der soweit in Richtung auf die Gelenkgabel 1 hin vorsteht, daß die Steuerhaube 3 bei Anlaufen des Anschlagnockens 2 gegen den Steuernocken 19 in ihre Normallage zurückgeschlagen wird. In Fig. 1 ist die Lage des Steuernockens 19 aus zeichnerischen Gründen um 180° versetzt zu der Lage des Einschaltstiftes 5 als Imbusschraube dargestellt. In der Praxis sollte der Steuernocken 19 jedoch in Drehrichtung unmittelbar nach dem Einschaltstift 5 vorgesehen sein, da bei zufälligem Stillstand des Anschlagnockens 2 zwischen dem Einschaltstift 5 und dem Steuernocken 19 die Steuerhaube 3 bereits zurückgeschlagen würde, bevor der Anschlagnocken 2 auf den Einschaltstift 5 aufgelaufen ist. In diesem Fall wäre ein erneutes Verschieben der Steuerhaube 3 in Einschaltstellung nach Stillsetzen des Antriebes notwendig.

In gewissen Fällen ist es notwendig sicherzustellen, daß das Wiedereinschalten der Drehmomentbegrenzungskupplung nur in einer bestimmten Winkelstellung von z. B. 180° oder sogar 360° erfolgen kann. Dieses kann wie in Fig. 6 prinzipiell dargestellt, ir einfachster Weise dadurch erfolgen, daß ein Teil dei Mitnahmeklauen 32 des treibenden Kupplungsteils mit einer in Umfangsrichtung verlaufenden Nut 24

versehen ist, deren radiale Breite größer ist als der Durchmesser des Einschaltstiftes und die mit dem Einschaltstift 5 auf dem gleichen Teilkreisdurchmesser liegt. Bei Verschieben des Einschaltstiftes S in die Einschaltstellung kann dieser die Nuten 24 frei durchlaufen, bis er an eine nicht mit einer Nut versehene Mitnahmeklaue 32 des treibenden Kupplungsteils anschläpt und den Einschaltvorgang einleitet. Durch entspiechende Anordnung der Nuten kann jede gewünschte Einschaltteilung vorgesehen werden.
Selbstverständlich läßt sich das Prinzip der erfin-

dungsgemäßen Einschaltvorrichtung, die hier am Beispiel einer bekannten Drehmomentbegrenzungskupplung näher erläutert wurde, auf beliebige anders wirkende Überlastkupplungen ausdehnen, ohne die Lehre des Anmeldungsgegenstandes zu verlassen.

Die Betätigungslasche 10 kann ohne Schwierigkeiten als ringförmiger Flansch ausgebildet werden, auf den z. B. eine nicht dargestellte Schaltgabel zum Wiedereinschalten einwirkt, so daß auch bei rotierendem Antrieb die Drehmomentübertragungsposition hergestellt werden kann.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Einschaltvorrichtung für eine Drehmomentbegrenzungskupplung bestehend aus einem treibenden und einem getriebenen Kupplungsteil, wobei zwischen beiden ein Schaltring axial verschiebbar und mit dem getriebenen Kupplungsteil über Mitnahmeprofile in Eingriff und durch Axialverschiebung bei Überschreitung eines bestimmten Drehmomentes außer Eingriff bringbar ist, und bei der der als Kupplungsnabe ausgebildete Kupplungsteil umfangsverteilte Bohrungen aufweist, in denen federbelastete Wälzkörper angeordnet sind, die in Vertiefungen des Schaltringes eingreifen, wobei die Vertiefungen als jeweils über einen Teil des Scha'tringumfanges verlaufende Bahnen ausgebildet sind, die jede wenigstens eine Drehmomentübertragungsposition und eine Freigangsposition aufweisen, mit einem im Bereich der Mitnahmeprofile angeordneten Stift, Jadurch gekennzeichnet, daß

a) der Stift (Einschaltstift 5) im getriebenen Kupplungsteil (Γ) axial verschiebbar an der der Drehrichtung abgewandten Seite einer Mitnahmeklaue (2J.) angeordnet ist,

b) der Einschaltstift (5) zum Einschalten der Drehmomentbegrenzungskupplung in den Bereich der Mitnahmeprofile (33) des antreibenden Schaltringcs (20) schiebbar ist,

c) das Einschieben des Einschaltstiftes (5) durch einen drehfest mit dem treibenden Kupplungsteil (9, 20) verbundenen Anschlagnocken (2) erfaßt, der zum Einschalten aus seiner Nomiallage heraus auf den Einschaltstift (5) hin sei .ebbar ist,

d) am getriebenen Kupplungsteil (Γ) auf demselben Teilkreis wie der Einschaltstift (5) ein Steuernocken (19) in Drehrichtung unmittelbar hinter dem Einschaltstift (5) derart angeordnet ist, daß der Anschlagnocken (2) bei Anlaufen gegen den Stcuernocken (19) wieder in seine Normallage führbar ist.

2. Einschaltvorrichtung für eine Drehmomcntbegrenzungskupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

e) der Einschaltstift (5) über Reibschluß in seiner Führung gegen ungewolltes Verschieben gesichert ist.

3. Einschaltvorrichtung für eine Drclimomentbegrenzungskupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

f) ein Teil der Mitnahineklauen (32) des treibenden Kuplungsteils (Γ) mit einer in Umfangsrichtung verlaufenden, bis zum Grund der Mitnahmcklaucn (32) reichenden Nut (24) versehen ist, deren radiale Breite größer als der Durchmesser des FJnschaltstiftcs (5) ist.